优化生物实验教学 培养学生创新能力

耿丽霞

随着时代的快速发展，国家需要更多地具备创新能力和实践经验丰富的高素质人才。《义务教育生物学课程标准（2011版）》倡导促进学生学习方式的改变，使学生能主动地获取生物科学知识，体验科学过程与科学方法，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神。学生是充满活力的人，对新鲜的事物永远充满着好奇心。初中生物教材中包含了近50个不同类型的实验，实验不仅可以满足学生的好奇心，激发学习生物学的兴趣，使学生掌握基本的实验技能，更能培养学生的创新能力。然而，如何在实验教学中培养学生的创新能力也是广大生物教师面临的一个难题。因此，笔者根据新课标的要求，对教材中的一些实验进行了合理优化。实践表明，优化后的实验使学生学习兴趣大增，思维得到充分发散，对学生创新能力的培养起了重要作用。

1改进实验方法，培养创新意识

通过引导学生去观察来培养学生的观察能力，激发学习兴趣是进行科学探究常用的方法之一。在初中生物实验中，有许多实验要求学生通过观察实验现象或生物结构，掌握一定的原理或特征，在一定程度上保证了教学质量，但学生对很多观察型实验类印象不深、甚至会遗忘。因此，为了加深学生对知识的理解，笔者增加了自制生物模型的教学环节，放手让学生自己去理解、去制作、去创造，培养了学生的创新意识。

[案例1]以苏教版七年级上册第五章第一节“观察大豆种子的结构”的实验为例。教材中选用清水浸泡24h后的大豆种子来观察种子结构，要求学生明确胚、种皮、胚根、胚芽、胚轴和子叶的位置。但由于大豆种子相对较小，很多学生会对胚根、胚芽、胚轴等结构的位置和名称产生混淆。因此，笔者在组织学生观察大豆种子的结构后，让学生利用超轻黏土制作大豆种子的结构模型。学生在动手制作种子模型的过程中，明确种子的结构，也保证了后续教学的顺利进行。自制简单的生物模型可以在教学中发挥巨大的作用，不仅让学生轻松掌握了知识点，更让学生学会动手去创造、动脑去思考，从而培养创新意识。2改变实验方式，培养创新思维

“培养学生具备一定的创新思维能力”是新课标倡导的重要目标之一。创新思维不仅有助于揭示客观事物的内在联系，更重要的是能产生新颖的、出人意料的教学成果。初中生物学实验一般分为技能型、验证型、探究型等类型，其中探究型实验最能培养学生的创新思维。因此，教师可根据学生学情和教材实际尽可能的将验证性实验以探究形式呈现。笔者通过改变实验模式，很好地解决了学生的困惑，激发了学生的探究兴趣，也让学生学会智慧思考。

[案例2]以苏教版七年级下册第八章第三节“骨的特性与骨的成分之间的关系”的验证性实验为例。由于学生对有机物和无机物等知识知之甚少，要由教师提前进行补充说明，再通过“骨的煅烧”和“骨的脱钙”两个实验进行进一步验证。然而，骨在煅烧后剩余的成分是否是无机物呢？骨在脱钙后剩余的成分是否是有机物呢？教材中没有进行进一步的验证，这给学生带来了困惑，使实验的教学效果不能最优化。根据骨中的无机物可溶解于盐酸和有机物可燃烧的特点，笔者增加了“煅烧后骨的脱钙”和“脱钙后骨的煅烧”两个实验对骨的成分进行进一步的探究，顺利地解决了学生的困惑，并加深了学生对骨的成分的理解。实验方式改变后，使学生由思维固封的“操作者”成为思维发散的发现者、探究者。教师创设新颖、有趣的实验氛围。让学生领悟到科学探究的独特魅力，能充分发挥学生的主观能动性和创造性，启发创新思维。

3改进实验装置，培养创新能力

我国著名教育家陶行知先生早在1927年便提出“行是知之始，知是行之成”的著名理论，这说明动手实践探究的重要性。新课标倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、勤于动手、乐于交流和合作，注重对学生探究能力的培养。笔者通过实施并改进实验装置，关注了学生的学习体验，在探究过程中逐渐培养了学生的创新能力。

[案例3]以苏教版八年级下册第二十三章第一节“酿制酒酿”为例。教材中选用蒸熟的糯米和甜酒曲证明酒酿是酵母菌的发酵产物，酵母菌将糖类转变为酒精使其具有独有的香气。但由于酿制酒酿持续时间较长，温度不易控制等原因，使学生不能真正获得学习体验。此外，该实验无法证明酵母菌在发酵过程中产生了二氧化碳气体。笔者将实验装置进行了优化设计，取一个干净的塑料瓶，向内加入25～30℃的清水200mL，并加入适量绵白糖和酵母菌粉，溶解后静置，在瓶口塞入置有Y型导管的软木塞，导管一侧系上小气球，另一侧连接软管浸入盛有澄清石灰水的锥形瓶中。该装置可让学生直观地看到小气球慢慢的胀大，澄清的石灰水变浑浊的现象证明了酵母菌发酵产生了二氧化碳气体。同时，打开木塞可闻到酒精香气，也证明了发酵过程中有酒精的产生。优化设计后的实验装置效果明显，且耗时短，十分便于操作，学生可独立完成实验。另外，Y型导管可用三根吸管代替，矿泉水瓶较易获取且携带方便，学生也可带回家进行进一步的实验探究。经改进后的实验大大调动了学生的学习兴趣，更激发了学生勇于探究、敢于创造的科学热情，让学生在不断的探究过程中逐步具备创新能力。

4改变实验材料，提高创新能力

新课标倡导探究性学习，倡导面向全体学生。教师应在认真研读课标的基础上，结合教材和学校实际，创造性地进行实验教学，用“创造性地教”为学生“创造性地学”创设条件，让学生人人动手参与，从而拓展学生的创新能力。笔者通过改变实验材料，大大提高了实验的参与度，激发了学生的探究兴趣，拓展了学生的创新能力。

[案例4]以苏教版七年级上册第六章第三节“绿叶在光下制造淀粉”的实验为例。教材中选用的实验材料是天竺葵，该植物一般在春天才会大量上市，而本实验的教学一般在11月份开展，这就使得实验材料的获取较为困难。另外，整个初一年级做分组实验所需天竺葵的数量较多，全部购买需要的实验费用较大。据悉，许多学校由于实验材料的缺乏而放弃了对该实验的探究或改为教师演示实验，使学生失去了动手实践的机会，导致学生丧失了主动探究的热情。因此，笔者大胆地对实验材料进行了改变，选用小青菜、大青菜、荠菜、绿萝等易获取且价格便宜的植物为实验材料进行尝试。结果发现，小青菜和荠菜脱色所需酒精较少且所需时间短、显色效果明显，完全可以代替天竺葵作为实验材料。改进后的实验很好的解决了材料不足的问题，真正做到了面向全体学生，同时也让学生体会到“知识源于生活”，引导学生善于发现、乐于探究，拓展了学生的创新能力。

此外，有些学校由于实验条件简陋，使得一些课堂实验开展受阻，但教师不能因陋就简，安于现状。教师应结合教学具体内容积极拓展新的课程资源，可带领学生走出课堂，多开展一些课外实验为学生创新能力的培养创设条件。初中生物教材中许多课外实验是探究性实验，如苏教版七年级上册中的“探究种子萌发需要的外界条件”“探究种子萌發过程中根的向地性”“探究韭黄形成与光照的关系”等。这些实验都较易开展，所用器材简单或易自制，学生可在课外独立完成。在探究过程中学生会自己动手操作、观察、记录，并动脑去分析和思考，自身主体性得到充分发挥，也在不断的探究中拓展了创新能力。

初中生物实验颇多，教师要充分认识到实验对培养学生观察、动手、思维等多种能力的重要作用。当然，教师不可完全照搬教材去完成一个个实验，应充分挖掘自身及学生的潜力，创造性地利用实验器材和身边的资源，努力创设新颖、有趣的实验教学情境，让学生能够作智慧的思考，大胆去猜想，放手去创新。